JP3982038B2 - 車両用ドアロックシステム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に接近する人を赤外線エリアセンサにより検出して動作する車両用ドアロックシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ドアロックを解除するために、例えばキーシリンダにキーを差込んだり、キーレスエントリシステムのリモートキーを操作するなどのドアロック解除の動作を行うことなく、ドアロック解除の判断を車両側が行う自動ロック解除システムが提案されている。これは、車両側から携帯用電子キーに対して質問信号を発信し、これを受けて電子キー側が応答信号を返すことにより、車両側が受信した応答信号の照合を行い、予め登録された電子キーであると認証したときは、ドアロックの解除を自動的に行うシステムである。従って、電子キーを携帯した人は、ドアロックの解除操作を行うことなく乗車することができるので、素早く乗車でき使い勝手に優れている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、電子キーによるドアロックの解除のタイミングは主に駐車時（エンジン停止時）であり、車両側からの信号発信時の消費電力が問題となる。
【０００４】
しかしながら、電子キーが車両の近傍に位置しているかを判断する手段がないことから、車両からの質問信号は所定間隔を設けて常に発信させている必要があり、消費電力の低減には限界がある。これを回避するためには、低電力の超音波センサなどを利用して接近する人を検出することも考えられるが、超音波センサでは検出物が人なのかを判断することができないため、超音波センサの検出対象領域に物体が位置するような状況では質問信号の発信状態を継続しなければならず、消費電力の大幅な低減とはならないという欠点がある。
このことは、従来のリモコンキーにおいても、車両側はリモコンキーからの信号の受信待機状態を維持しなければならず、電力消費の低減が望まれている。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、電子キーとの通信に応じてドアロック制御動作を実行する構成において、消費電力を低減することができる車両用ドアロックシステムを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明によれば、赤外線エリアセンサは車外周辺に設定されて検出対象領域の温度分布を検出するので、熱画像データ作成手段は、赤外線エリアセンサが検出した温度分布に基づいて熱画像データを作成する。そして、物体判断手段は、熱画像データ作成手段が作成した熱画像データに基づいて検出対象領域に位置した物体を判断する。
【０００７】
ここで、ドアロック制御手段は、物体判断手段が物体は人体であると判断したときは電子キーの真偽を判定する判定動作を実行し、当該電子キーは真であると判定したときはドアロックを解除する。これにより、ドアロック解除手段の判定動作が必要なタイミングでのみ行われるようになるので、消費電力の低減を図ることができる。
また、物体検出手段は、赤外線エリアセンサの熱検知素子のうち間引いて作動させた所定の熱検知素子による温度分布に基づいて熱画像データ作成手段が作成した熱画像データにより検出対象領域に物体が位置したかを判断する。これにより、赤外線エリアセンサの消費電力を一層抑制することができる。
そして、物体判断手段は、物体検出手段が物体を検出したときは、赤外線エリアセンサの全ての熱検知素子を作動させることによる温度分布に基づいて熱画像データ作成手段が作成した熱画像データにより物体を判断するので、検出対象領域に位置した物体を確実に判断することができる。
【０００８】
請求項２の発明によれば、電子キーを携帯した人が降車して赤外線エリアセンサの検出対象領域に位置した状態で車両から離れると、赤外線エリアセンサにより人を検出していることに応じてドアロック制御手段が電子キーとの通信動作を行うにもかかわらず、電子キーとの通信が不可能となるので、このような場合は、ドアロック制御手段はドアロックを実行する。これにより、自動的なドアロックが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図１乃至図７を参照して説明する。
図２は車両の外観を示している。この図２において、車両の運転席及び助手席ドアに対応した車両フレーム部、後席の右席、左席ドアに対応した車両フレーム部には赤外線エリアセンサユニット１〜４がそれぞれ取付けられている。この場合、赤外線エリアセンサユニット１〜４の検出対象領域はそれぞれのドアの外方領域に設定されている。
【００１２】
図１は全体の構成を概略的に示している。この図１において、赤外線エリアセンサ５の前面にはレンズ６が配置されており、このレンズ６により赤外線エリアセンサ５上に検出対象領域の熱画像が結像するようになっている。このレンズ６は高密度ポリエチレン、カルコゲンガラス、ＢａＦ2 、ＺｎＳなどから成る赤外線集光レンズであり、球面、非球面、或いはフレネル形状をなしている。
【００１３】
赤外線エリアセンサ５は、熱検知素子７が例えば１５×１０個のように２次元のマトリクス状に集合した形状をしており、車両周辺から発せられた赤外線をレンズ６で集光して熱検知素子７上に熱画像として結像する。この場合、レンズ６は、例えば５００ｍｍはなれた位置で７５０×５００ｍｍの範囲を熱検知素子７全体に集光できるように設計されている。従って、赤外線エリアセンサ５の熱検知素子７の個数が１５×１０個とすると、１つの熱検知素子７で検出できる範囲（検出分解能）は５０ｍｍ四方となる。
また、赤外線エリアセンサ５において熱検知素子７の周辺には、信号発生回路８及び選択回路９が設置されている。
【００１４】
熱検知素子７単体は、図３に示すようにＳｉ基板５ａ上にＳｉＯ2 薄膜７ａ、金属薄膜抵抗部７ｂ、吸収膜７ｃを形成してから、金属薄膜抵抗部７ｂの裏面側をエッチングにより除去することにより金属薄膜抵抗部７ｂがＳｉ基板５ａからエアギャップを存して位置する断熱構造に形成されている。
【００１５】
図４は赤外線エリアセンサ５の電気的構成を概略的に示している。この図４において、赤外線エリアセンサ５の熱検知素子７は選択回路１８を構成するＸリングカウンタ１８ａ及びＹリングカウンタ１８ｂによりＦＥＴを通じて択一的に順番に選択されるようになっており、選択された熱検知素子７からの信号を図１に示す信号検出・処理回路１０（熱画像データ作成手段に相当）に順に取込むことにより、赤外線エリアセンサ５に設定された検出領域の温度分布を検出することができる。
【００１６】
即ち、図１において、信号検出・処理回路１０は、信号増幅器１１、信号処理回路１２、データ送信回路１３から構成されており、信号処理回路１２において赤外線エリアセンサ５が検出した温度分布に基づいて熱画像データを作成するようになっている。
【００１７】
そして、ドアロックシステム制御回路１４（物体判断手段、物体検出手段、ドアロック制御手段に相当）は、信号検出・処理回路１０からの熱画像データに基づいて後述するように電子キー１５との通信に応じてドアロック制御動作を実行する。
【００１８】
ここで、電子キー１５は、ドアロックシステム制御回路１４から質問信号を受信したときは予め記憶されている自己固有の識別信号を示す応答信号を返信するようになっている。
【００１９】
次に上記構成の作用について説明する。
例えば運転者が車両に乗車するために電子キー１５を携帯した状態で赤外線エリアセンサ５の検出対象領域に位置すると、運転者から発せられた赤外線がレンズ６を通じて赤外線エリアセンサ５に到達する。
【００２０】
赤外線エリアセンサ５の熱検知素子７にあっては、入射した赤外線を吸収膜７ｃで吸収することにより熱に変換し、その熱により金属薄膜抵抗部７ｂの温度が上昇して抵抗値が変化するので、熱検知素子７からのセンサ信号を信号検出・処理回路１０に順に出力することにより検出対象領域の温度分布を検出することができる。
【００２１】
そして、信号検出・処理回路１０は、全ての熱検知素子７からの信号を取込むことにより検出対象領域の熱画像データを作成することができる。つまり、赤外線エリアセンサ５が検出した温度分布データを信号処理回路１２で処理することにより熱画像データを作成する。この熱画像データは、データ送信回路１３によりドアロックシステム制御回路１４に送信され、検出対象領域に位置する人の位置検出に用いる。
【００２２】
ここで、図５はドアロックシステム制御回路１４の動作を示している。この図５において、ドアロックシステム制御回路１４は、信号検出・処理回路１０からの熱画像データに基づいて連続的に車外温度をモニタしており（Ｓ１０１）、温度の急変を検出することにより検出対象領域に物体が位置したかを判断し、そのときの温度分布の変化から物体が位置したかを判断する（Ｓ１０２）。この場合、１５×１０個のドットマトリクス状の熱検知素子７を全て作動させたときは、消費電力が大きくなってしまう。
【００２３】
即ち、赤外線エリアセンサ５の１つの熱検知素子７を作動させるために必要な消費電流が２０ｍＡ、作動に必要となる時間が０．１ｍsec とすると、１５０個の熱検知素子７を作動するには１つの赤外線エリアセンサ５において１５ｍsec の間常に２０ｍＡを消費していることになる。
【００２４】
ここで、赤外線エリアセンサ５の検出サイクルを８０ｍsec の周期で作動させたとすると、全ての赤外線エリアセンサ５の熱検知素子７が連続して作動している時間は１５ｍsec ×４＝６０ｍsec となり、このときの平均消費電力は、２０ｍＡ×（６０／８０）＝１５ｍＡとなる。
【００２５】
そこで、１５０個の熱検知素子７のうち、例えば図６に塗潰して示す位置の５０個の熱検知素子７だけ作動させて検出を行うことにした。この場合、作動時間は６０ｍsec の１／３である２０ｍsec となり、このときの平均消費電力は、２０ｍＡ×（２０／８０）＝５ｍＡとなる（図７参照）。
【００２６】
従って、本実施例では、赤外線エリアセンサ５において作動させる熱検知素子７の数を１／３に削減することにより、消費電力を１／３に低減することができる。この場合、作動させる熱検知素子７の数をさらに減らすことにより、消費電力を一層低減することができる。
【００２７】
さて、電子キー１５を携帯した人が車両に接近して４個の赤外線エリアセンサ５のうち例えば運転席に対応した赤外線エリアセンサ５の検出対象領域に位置すると、上述のようにして赤外線エリアセンサ５が検出対象領域に位置した物体を検出するようになる。このとき、赤外線エリアセンサ５においては熱検知素子７を間引いて作動させているので、作動している熱検知素子７に対応する検知領域に人の顔、或いは手が位置したときは、それらに対応する熱検知素子７の温度が上昇するようになり、赤外線エリアセンサ５により検出される温度分布が変化するようになる。これにより、赤外線エリアセンサ５の熱検知素子を間引いて作動させながら、車両に接近する物体の有無を判断することができる。
【００２８】
そして、作動している熱検知素子７が検出した温度変化の度合いを把握することにより、物体が侵入したと判断したときは（図７参照）、物体の侵入を検出した赤外線エリアセンサ５の全ての熱検知素子７を作動させることによりその移動物体がどのような大きさ、温度分布を有するかを判断する（Ｓ１０３）。
【００２９】
この場合、赤外線エリアセンサ５の取得エリアによっては、水平よりも上向きになる熱検知素子７もあり、太陽光が入射した場合などに誤検出することがある。このような場合、熱検知素子７により検出された温度分布変化が一様であることから、太陽光の入射或いはノイズであると判断し（Ｓ１０４）、検出不可能を判断して通常のタイミングでの信号発信することにより、ドアロック解除の未作動を回避することができる。
【００３０】
そして、全ての熱検知素子７により周辺温度データ取得し（Ｓ１０５）、人体であると判断したときは（Ｓ１０６：ＹＥＳ）（図７参照）、質問信号を発信する（Ｓ１０７）。
【００３１】
すると、人が携帯している電子キー１５が質問信号を受信して、予め記憶している識別番号を示す応答信号を返信するので、ドアロックシステム制御回路１４は、応答信号を受信したときは（Ｓ１０８）、応答信号が示す識別番号に基づいて電子キー１５の真偽を判断し（Ｓ１０９）、真であると判断したときはドアロックを解除する（Ｓ１１０）。
そして、上述のようにしてドアロックを解除したときは、赤外線エリアセンサ５による人検知動作を再開する。
【００３２】
以上の動作により、電子キー１５を携帯した人が車両に接近したときは、ドアロックの解除動作を行うことなく車両に乗車することができるので、使い勝手に優れている。
【００３３】
尚、人が車室内に乗車して電子キー１５が車室内に存在する（車両が走行している）場合においても、赤外線エリアセンサ５は車外の周辺温度情報を取得しているものの、赤外線エリアセンサ５が物体を検知することはないので、電子キー１５に対する車両側からの質問信号の発信及び電子キー１５からの応答信号の返信は行っていない。
【００３４】
一方、図５のフローチャートには記載されていないものの、次のようにドアロックを自動的に行うことができる。
つまり、車両を停止して運転者が電子キー１５を携帯して降車すると、赤外線エリアセンサ５の検出対象領域に人が位置するようになるので、上述したのと同様にして電子キー１５に対する通信によりドアロック解除動作が行われる。このとき、ドアロックは既に解除された状態にあるので、ドアロック解除動作は有効に作用することない。
【００３５】
そして、運転者が赤外線エリアセンサ５の検出対象領域に位置しながら車両から離れると、電子キー１５の通信範囲から外れるようになるので、電子キー１５からの応答信号が途絶えるようになる。従って、ドアロックシステム制御回路１４は、このような条件が成立したこと基づいてドアロックを実行することにより赤外線エリアセンサ５を利用した自動ロックが可能となる。
【００３６】
上記構成のものによれば、赤外線エリアセンサ５が検出した温度分布に基づいて車両に人が接近したことを検出したときに電子キー１５との通信を行うようにしたので、電子キー１５との通信動作を間欠的に行う構成に比較して、消費電力の大きな通信動作が必要なタイミングでのみ電子キー１５と通信を行うことができ、車両に搭載されたバッテリの消耗を極力低減することができる。
【００３７】
この場合、通常時においては赤外線エリアセンサ５の熱検知素子７のうち１／３の熱検知素子を間引いて作動させると共に、それらの熱検知素子７による温度分布に基づいて物体が侵入したと判断したときは全ての熱検知素子７を作動させることにより物体が人かを判断するようにしたので、通常時におけるバッテリの消費電力を低減しながら、検出対象領域に位置する人を確実に判断することができる。
また、自動ロック解除に加えて自動ロックも行うことができるので、使い勝手に極めて優れている。
【００３８】
本発明は、上記実施例のみに限定されるものではなく、次のように変形または拡張できる。
図８に示すように赤外線エリアセンサユニット１をドアノブ１６の内側に取付けることにより、赤外線エリアセンサ５に日光が直接入射してしまうことをドアノブ１６により遮蔽することができるので、日光の影響を回避することができる。さらに、ドアノブ１６の内部に手が侵入した場合のみ電子キー１５との通信を実行することにより、さらに電子キー１５との通信タイミングを減少して消費電力を一層低減することができる。
【００３９】
赤外線エリアセンサ５が検出した温度分布に基づいて車両への物体の接近を検出したときは、物体の侵入を検出した赤外線エリアセンサ５の全ての熱検知素子７を連続的に作動させるようにしてもよい。この場合、赤外線エリアセンサ５のデータ取得間隔が短くなるので、物体を判断するまでの時間を短縮することができる。
【００４０】
また、本発明を一般的なキーレスエントリーシステムに適用することができる。つまり、現在のドアロックシステム制御回路は、リモートキーからロック信号或いはアンロック信号の受信待機状態となっており、消費電力が比較的大きい。従って、消費電力が小さな赤外線エリアセンサ５により人を検知したときのみ受信動作を実行することにより消費電力の低減を図ることができる。
【００４１】
赤外線エリアセンサ５の検出対象領域として図９に示すように車両の後部にも設定するようにしてもよい。この場合、車両の後方の死角に位置する子供、動物、暴漢などの存在を判断できるので、例えばクラクション、ライトなどの警報形態と組合わせることにより、事故などを未然に防止することができる。
赤外線エリアセンサ５を車両の停止状態で作動させるようにしてもよい。この場合、全体の消費電力を一層低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における全体構成を示す概略図
【図２】赤外線エリアセンサユニットの配置位置を示す車両の斜視図
【図３】赤外線エリアセンサの構造を示す模式図
【図４】赤外線エリアセンサの電気的構成を示す概略図
【図５】ドアロックシステム制御回路の動作を示すフローチャート
【図６】赤外線エリアセンサにおいて作動している熱検知素子の位置を示す図
【図７】赤外線エリアセンサの動作タイミングと消費電力との対応関係を示す図
【図８】本発明の変形例を示すドアノブの斜視図
【図９】本発明のその他の変形例を示す車両の斜視図
【符号の説明】
１〜４は赤外線エリアセンサユニット、５は赤外線エリアセンサ、７は熱検知素子、１０は信号検出・処理回路（熱画像データ作成手段）、１４はドアロックシステム制御回路（物体判断手段、物体検出手段、ドアロック制御手段）、１５は電子キーである。

Claims (2)

1. ２次元的に配列された複数の熱検知素子を有し、車両の周辺に設定された所定の検出対象領域の温度分布を検出する赤外線エリアセンサと、
   この赤外線エリアセンサが検出した温度分布に基づいて熱画像データを作成する熱画像データ作成手段と、
   この熱画像データ作成手段が作成した熱画像データに基づいて前記検出対象領域に位置した物体を判断する物体判断手段と、
   この物体判断手段が物体は人体であると判断したときは電子キーの真偽を判定する通信動作を実行し、当該電子キーは真であると判定したときはドアロックを解除するドアロック制御手段と、
   前記赤外線エリアセンサの熱検知素子のうち間引いて作動させた所定の熱検知素子による温度分布に基づいて前記熱画像データ作成手段が作成した熱画像データにより前記検出対象領域に物体が位置したことを検出する物体検出手段とを備え、
   前記物体判断手段は、前記物体検出手段が物体を検出したときは、前記赤外線エリアセンサの全ての熱検知素子を作動させることによる温度分布に基づいて前記熱画像データ作成手段が作成した熱画像データにより物体を判断することを特徴とする車両用ドアロックシステム。
2. 前記ドアロック制御手段は、前記物体判断手段が物体は人であると判断している状態で通信動作にかからず前記電子キーとの通信が不可能となったときはドアロックを実行することを特徴とする請求項１記載の車両用ドアロックシステム。

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